Dioksin opisuje malu obitelj opasnih, otrovnih kemikalija koje se rijetko nalaze u prirodi, ali se obično proizvode kao nusproizvodi drugih materijala. Porast sintetiziranih pesticida u kasnim 1960-ima prvi je put skrenuo pozornost na moguće otrovne učinke dioksina na tvorničke radnike. Do trenutka kada su istraživači povezali dioksin s rakom, te su kemikalije iscurile i postale dio široko rasprostranjenog zagađenja okoliša.
Kemijski gledano, molekula dioksina ima atome klora vezane, na određenim točkama, na osnovnu strukturu atoma kisika i ugljika. Moglo bi se reći da se klor veže u strateški postavljenim intervalima, budući da neka njihova mjesta rezultiraju manje toksičnom kemikalijom od drugih. Ipak, sve molekule raspoređene na taj način, inače poznate kao triklorofenoli, nazivaju se dioksinom. U sirovom obliku dioksin izgleda kao bjelkasti kristali nalik na granulirani šećer, ali se za razliku od šećera ne otapa u vodi. Topiv je u mastima pa se može otopiti i pohraniti u ljudske masne naslage.
Niske količine dioksina prirodno su prisutne pri visokotemperaturnom izgaranju, kao što su intenzivni šumski požari. Međutim, količina dioksina u okolišu je naglo porasla kada su kemičari započeli sljedeću eru proizvodnje pesticida 1960-ih. Jaki defolijanti, kao što je Agent Orange, stvorili su dioksin kao neželjeni nusproizvod. U početku su samo tvornički radnici izloženi visokim razinama dioksina pokazivali povećanu stopu raka.
Uskoro su se vladine agencije za okoliš i zdravlje zainteresirale za opasnosti za različite populacije i njihove razine izloženosti. Početne studije usredotočene na populaciju s visokim rizikom zaposlenja, kao što su spalionice smeća i proizvođači herbicida, otkrile su dobro utvrđen rizik od raka, veću učestalost srčanih bolesti, razvojne komplikacije, dijabetes, kompromitirani imunološki sustav i moguće poremećene reproduktivne funkcije. Međutim, ova mala skupina dala je naslutiti moguće probleme u široj populaciji za koje se pokazalo da imaju niske razine dioksina u masnim naslagama, obično zbog konzumiranja onečišćene hrane.
Koliko biolozi znaju, dioksin oštećuje normalne fiziološke funkcije oponašajući način na koji hormoni rade. To znači da dioksin prodire u stanične stijenke i mijenja DNK tako da DNK šalje nepredvidive poruke. Ove poruke rezultiraju izmijenjenom proizvodnjom enzima i proteina, a ne njihovom pravilnom regulacijom hormonima. Znanstvenici još ne razumiju u potpunosti odnos između promijenjene DNK i bolesti poput raka, ali su zabrinuti zbog toksičnih učinaka dioksina u zalihama hrane i podupiru nastavak istraživanja.